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北京理工大學
北京理工大學 工業和信息化部
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過氧化物爆炸物檢測技術

2022-05-07 08:44:09
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所屬領域:
新一代信息技術
項目成果/簡介:

研發團隊合成了一種新型化合物作為模型化合物,進行痕量氣體狀態下熒光點亮機理的研究,在明確的反應機理和優化的分子結構指導之下,制備出具有優異性能的適用于高效率傳感器的薄膜功能材料。同時,借鑒已有商業可得的產品,重新設計傳感器的結構,制備更加便攜、低成本并高效的新型爆炸物傳感器。根據熒光效應:當光源照射分子時,分子中電子吸收能量躍遷到第一激發單線態或第二激發單線態,但這些激發態是不穩定的,當電子由第一激發單線態恢復到基態時,能量會以光的形式釋放,產生熒光。

根據設計出的新型傳感器,團隊研究了一種非接觸式爆炸物熒光檢測技術,主要包括氣相物質熒光反應流場成形控制、精密光路結構設計、高穩定度調制光源驅動、微弱熒光信號檢測、多路隔離電源設計與系統總控集成等。在建立可靠流場仿真模型的基礎上,實現激發光源、熒光探測器等電氣與結構設計,完成原理樣機的研制。本項目在實現過氧化物爆炸物熒光檢測系統的設計中,選用帶通濾光片、高通濾光片及各種K9光學透鏡等光學器件設計精密光路結構;選用LED單波長光源,搭配可調制電路,設計高穩定度調制光源;進行萬倍增益熒光探測電氣設計,噪聲極低、探測域值大,可高效采集并處理檢測晶片發出的熒光,實現微弱熒光信號檢測;熒光檢測晶片顯示為對特定波長光源敏感,當含有爆炸物物質的氣流通過檢測設備后發生反應,通過上述內容可知若發生反應,會激發出特定波長的熒光;實時監控模塊選用stm32系列處理器,實現對系統各模塊的工作狀態的控制與信號傳輸;總控電源設計為多路隔離電源,可分別為各模塊提供合適的電壓,同時受實時監控模塊控制。

針對海關、機場、地鐵、車站及快遞等行業日益增多的流動性臨檢應用場景,可通過小型化便攜式爆炸物檢測設備與安檢門、安檢機等傳統安檢設備進行集成安裝,實現既有安檢能力的升級。

同時,過氧化物爆炸物檢測儀器工作原理智能高效。當待檢物品或人通過時,儀器使用檢測試紙采集待檢物質,中央處理器模塊通過對得到的數據進行分析處理,得出檢測結果。若檢出爆炸物,儀器報警,復位后進行自清潔;若未檢出,儀器恢復待檢狀態。

應用范圍:

海關、機場、地鐵、車站及快遞等行業過氧化物爆炸物檢測

效益分析:

隨著國際國內恐怖暴力、群體事件的不斷發生以及高技術爆炸設備的使用等因素,爆炸物檢測作為一種長效和常態的安保工作,及時有效地將隱藏的爆炸物檢測出來,已成為國內國際社會的一項緊迫任務,目前在海關、航空、地鐵、車站、監獄等部門以及快遞等行業均備受關注。

通過調研,可以得知國際國內社會對于快速、高效、便捷的爆炸物檢測設備有著極大的市場需求。從美國和歐盟的安檢政策上看,港口和航空貨物掃描設備需求穩步增長,托運行李安檢面臨著大量的設備更新換代需求,尤其是液體安檢領域,迫切需要精確有效的安檢手段,一旦技術成熟,民航液體禁令將解除,而對于易得卻很危險的爆炸物檢測設備必將占據一席之地。目前多方查詢的結果是國內沒有類似的產品,因此目前本產品為國內首創,而類似業務在國內相當多的地區都有對本產品的迫切需求,隨著國內反恐力度的逐漸加強,爆炸物檢測設備越來越炙手可熱。本項目組在外考察期間,所有考察對象的經濟效益在最近幾年都呈倍數增長。

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